(57)【要約】  【課題】  冷却ファンを不要にして、冷却ファンの回転による騒音を解消する。  【解決手段】  リアプロジェクション装置１は、下部筐体２の背板部２ａの下方に吸気口７を形成すると共に、下方から上方へ光学ユニット３１、制御ユニット３３、及び給電ユニット３４を積み重ねる。リアプロジェクション装置１は、背面の一方の端側に鉛直方向へ延出するダクト４を設け、ダクト４の内部に光源１０を配置し、ダクト４の下方に下部筐体２の内部と連通する下開口５ａを形成し、上端に上開口６ａを設ける。使用が開始されると各ユニット３１、３３、３４及び光源１０が発熱し、吸気口７から下部筐体２へ入り込んだ空気は上昇してダクト４内へ入り込み、ダクト４内へ入り込んだ空気は上昇して排気され、このような流れの気流により各ユニット３１、３３、３４及び光源１０を冷却して冷却ファンを不要にする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹状のリフレクタ内に発光管が配置された光源と、該光源から発せられる光に基づき画像に係る変調光を形成する光学ユニットと、該光学ユニットから発せられる変調光が投影されるスクリーンと、気流を案内するダクトとを備えるリアプロジェクション装置において、
前記ダクトの内部に前記光源が配置してあり、
前記ダクトの周壁には、前記光源から発せられる光を通す通光部が形成してあることを特徴とするリアプロジェクション装置。
【請求項２】
前記ダクトは、内部に配置された前記光源を支持する支持部を備えることを特徴とする請求項１に記載のリアプロジェクション装置。
【請求項３】
前記ダクトは、装置下部から装置上部へ延出してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリアプロジェクション装置。
【請求項４】
前記ダクトの上端は、ダクト内部が装置外方と連通するように開口してあることを特徴とする請求項３に記載のリアプロジェクション装置。
【請求項５】
前記ダクトの下端は、ダクト内部が装置内部と連通するように開口してあることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のリアプロジェクション装置。
【請求項６】
前記ダクトの延出方向に直交する向きの断面形状は、四角形以上の多角形又は略円形であることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１つに記載のリアプロジェクション装置。
【請求項７】
前記光源は、前記リフレクタ内の空間を横切ってリフレクタと前記発光管とを繋ぐ熱伝導部材を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載のリアプロジェクション装置。
【請求項８】
前記光源は、リフレクタの内周側の反射面を被覆する被覆膜を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載のリアプロジェクション装置。
【請求項９】
前記光源は、リフレクタの外周面に放熱フィンを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載のリアプロジェクション装置。
【請求項１０】
前記光源は、リフレクタの反射側の開口を閉鎖する透光性部材を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１つに記載のリアプロジェクション装置。
【請求項１１】
前記光学ユニットを収める筐体を備えており、
該筐体の前記光源より下方となる箇所に吸気口が形成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１つに記載のリアプロジェクション装置。
【請求項１２】
前記筐体は、前記光源及び光学ユニットへ給電を行う給電ユニットを収めており、
該給電ユニットは、高さ方向で前記光源と前記吸気口との間に配置してあることを特徴とする請求項１１に記載のリアプロジェクション装置。
【請求項１３】
前記筐体は、前記光学ユニットの変調光の形成に係る制御処理を行う制御ユニットを収めており、
該制御ユニットは、高さ方向で前記光源と前記吸気口との間に配置してあることを特徴とする請求項１１に記載のリアプロジェクション装置。
【請求項１４】
前記光学ユニットは、高さ方向で前記光源と前記吸気口との間に配置してあり、
前記光源から発せられる光を前記光学ユニットへ導く反射部材を備えることを特徴とする請求項１１に記載のリアプロジェクション装置。
【請求項１５】
前記筐体は、前記光源及び光学ユニットへ給電を行う給電ユニット、並びに前記光学ユニットの変調光の形成に係る制御処理を行う制御ユニットを収めており、
前記給電ユニットは、高さ方向で前記光源と前記吸気口との間に配置してあり、
前記制御ユニットは、高さ方向で前記給電ユニットと前記吸気口との間に配置してあり、
前記光学ユニットは、高さ方向で前記制御ユニットと前記吸気口との間に配置してあり、
前記光源から発せられる光を前記光学ユニットへ導く反射部材を備えることを特徴とする請求項１１に記載のリアプロジェクション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点灯により高温となる光源をダクト内に配置すると共にダクト内に生じる気流により光源を冷却することで、冷却ファンなしでも光源が過度に高温になるのを防止して画像表示中の静粛性を実現したリアプロジェクション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スクリーンに画像表示を行うプロジェクタ（投影型画像表示装置）が存在し、スクリーンへの投影方向によりフロントプロジェクション方式の装置と、リアプロジェクション方式の装置とに分かれる。リアプロジェクション方式の装置（リアプロジェクション装置）は、筐体にスクリーンを取り付けた構成のリアプロジェクション・テレビジョン装置として普及している。
【０００３】
リアプロジェクション装置は一般に下部筐体と上部筐体とに分かれており、下部筐体の内部には光源、光学ユニット、制御ユニット及び給電ユニット等が配置され、上部筐体には反射ミラー及びスクリーンが取り付けられている。なお、上部筐体はスクリーンに埃などが投影されないように密閉構造になっていることが多い。
【０００４】
下部筐体内に収められる光学ユニットは、光源から発せられた光に基づき画像に係る変調光を形成するライトバルブ、及び形成された変調光を上部筐体内の反射ミラーへ投射する投射レンズ等を有する。また、制御ユニットは、外部から入力される投影対象の画像信号を光学ユニットのライトバルブに最適な信号に変換する回路、及び放送電波の受信処理を行うチューナ部等を含むユニットである。さらに、光源は、光学ユニットに対する光軸の位置決めが必要なので、ランプキャビネットに収められて下部筐体内の所要箇所に固定されている。なお、光源自体は、メタルハライドランプ及び高圧水銀ランプ等のランプ（放電式の発光管）をリフレクタで覆う構成になっている。
【０００５】
下部筐体内の光源、光学ユニット（特にライトバルブ）、制御ユニット及び給電ユニット等は、スクリーンでの画像表示に伴い発熱し、特に光源の発光管は非常に高温に達すると共にリフレクタ自体も発光管の照射により高温になるので、下部筐体内には通常、冷却用のファン及び冷却風を案内するダクトが設けられている（特許文献１、２参照）。また、冷却性を高めるために光源及びライトバルブを覆う冷却容器を設け、冷却容器内に冷却媒体を循環させるようにした装置も開示されている（特許文献３参照）。
【０００６】
なお、光源の発光管は、両端が封止された筒状のガラス体の内部に有害な水銀及びハロゲンガス等が封入された構造になっており、点灯時には内部圧力が１５０気圧を越えるため、何らかの要因によりガラス体が破裂すると大音量の破裂音が発生すると共に有害物及びガラス等が飛散する。そのため、リフレクタの開口側をガラス板又は光学レンズ等で閉鎖した略密閉式の防爆仕様にされた光源が存在し、リアプロジェクション装置に用いられる光源の多くは防爆仕様になっている。なお、防爆仕様の光源は、開放型のものに比べて放熱性が劣るため、光源への投入電力が約１５０Ｗ（ワット）以下に制限される。
【特許文献１】特開平１１−４１５４７号公報
【特許文献２】特開２００４−４５９９０号公報
【特許文献３】特開平１１−２８２３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のリアプロジェクション装置では冷却用のファン及びダクトが設けられているため、画像の表示中もファンの強制冷却によるダクト内の送風音、ファンの回転に伴う振動音、及びファン自体の回転音等の様々な騒音が発生し、これらの騒音によりユーザの視聴が妨げられると云う問題がある。特に、リアプロジェクション装置で多く用いられる防爆仕様の光源は、開放型の光源に比べて冷却性が劣るため、ファンによる強制冷却の依存度が大きいので上述した問題が顕著になる。
【０００８】
また、特許文献３に係る装置では、冷却媒体を循環させることで冷却を行うため、冷却用のファンによる騒音の問題は生じない。しかし、光源の発光管は寿命が短いと云う特性から一定の期間が経過すると光源の交換が必要になるので、冷却媒体の循環に係る複雑な構成が存在するため、光源の交換等を含む様々なメンテナンスが困難になると云う別の問題が生じる。さらに、冷却媒体の循環のためにポンプ及び熱交換器等が新たに必要になることから装置コストが上昇するので、冷却媒体を循環させる構成は、実際の製品への採用は困難となっている。
【０００９】
本発明は、斯かる問題に鑑みてなされたものであり、冷却用のファンを廃止しても光源の所要の冷却性を確保することで、視聴時の騒音低下を実現したリアプロジェクション装置を提供することを目的とする。
また、冷却用のファンを廃止しても筐体内に収められる各種ユニットに対して所要の冷却性を確保できるようにしたリアプロジェクション装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明に係るリアプロジェクション装置は、凹状のリフレクタ内に発光管が配置された光源と、該光源から発せられる光に基づき画像に係る変調光を形成する光学ユニットと、該光学ユニットから発せられる変調光が投影されるスクリーンと、気流を案内するダクトとを備えるリアプロジェクション装置において、前記ダクトの内部に前記光源が配置してあり、前記ダクトの周壁には、前記光源から発せられる光を通す通光部が形成してあることを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、ダクト内に高温となる光源を配置するので、光源自体が発する熱により光源の周囲のダクト内の気体が暖められ、この暖められた気体がダクト外の気体と混ざりあうことなしに、固まりとなりダクトに沿って移動するので、ダクト内には気体の流れが生じる。その結果、ダクト内を流れる気体により光源を冷却でき、従来のリアプロジェクション装置に存在していた冷却用のファンを廃止し、ファンの回転に伴う騒音を解消できる。また、ダクトの周壁には通光部が形成してあるので、光源から発せられる光を通光部よりダクトの外に位置する光源ユニットへ進行させられるので、スクリーンでの画像表示は従来と同様に行うことができる。なお、通光部としては、ダクト周壁に穴を形成すること、又は通光させる周壁箇所を透明にすること等が適用できる。
【００１２】
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記ダクトは、内部に配置された前記光源を支持する支持部を備えることを特徴とする。
本発明にあっては、内部に配置する光源を支持する支持部をダクトが備えるので、光源の位置決め固定に用いていたランプキャビネットを廃止して、ダクトがランプキャビネットの替わりに用いることができ、装置の内部構成の簡易化を図れる。なお、光源の交換を容易にするために、光源の支持部を設けている箇所付近でダクトを分割できる構成にすることが好ましい。
【００１３】
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記ダクトは、装置下部から装置上部へ延出してあることを特徴とする。
本発明にあっては、ダクトが装置下部から装置上部へと延出してあるので、光源が発する熱により暖められた比重の軽い気体の固まりがダクト内に充満すると、ダクト内外の気体の質量差によりダクト内部に煙突効果として浮力が発生する。この浮力がダクト内の通風抵抗を上回ると、冷却ファンがなくても、軽い気体の固まりがダクト内を自然と上昇すると云う気体の流れを形成でき、光源を一段と効率的に冷却できるようになる。なお、冷却効率を考慮すると、ダクトは鉛直方向で直線状に形成することが通風抵抗を少なくする上で最適であるが、装置内部のレイアウトの関係からダクトを鉛直方向から傾けること、曲線的な形状にすることも可能である。
【００１４】
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記ダクトの上端は、ダクト内部が装置外方と連通するように開口してあることを特徴とする。
本発明にあっては、ダクトの上端が開口して装置外方へ連通するので、ダクト内の暖められた気体をスムーズに外方へ排出でき、ダクト内の流れを妨げないようにして光源の冷却効率を高めることができる。
【００１５】
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記ダクトの下端は、ダクト内部が装置内部と連通するように開口してあることを特徴とする。
本発明にあっては、ダクトの下端が開口して装置内部と連通するので、装置内部の気体をダクト内に吸い込んで上昇させると云う気流を生成できる。即ち、ダクト内に配置される光源が発熱することで暖められた気体が上昇するので、ダクトの下部付近では負圧が発生する。そのため、ダクトの下端を開口することで、ダクトの下端付近に存在する装置内部の気体がダクト内へ吸い込まれてダクト内へ気体を連続して送り込めるようになり、ダクト内で生成される光源冷却用の気流を維持できる。
【００１６】
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記ダクトの延出方向に直交する向きの断面形状は、四角形以上の多角形又は略円形であることを特徴とする。
本発明にあっては、ダクトの断面形状を四角形以上の多角形又は略円形にしているので、ダクト内の気体の流れを良好にできる。通常、気体は粘性流体であるため、ダクト内を気体が流れる場合、ダクト内壁との接触箇所に粘性抵抗が生じる。また、ダクト内に角部分があると、特に角部分での粘性抵抗が大きくなり気体が流れにくくなる。そのため、本発明ではダクトの断面形状を四角形以上の多角形にした場合、角部分の挟み角を粘性抵抗が大きくならない角度範囲に収めることができ、また、ダクトの断面形状を略円形にした場合、角部分自体を消滅させて粘性抵抗を抑えてスムーズな気流を確保できる。なお、ダクトの断面形状が多角形である場合、必ずしも正多角形にする必要はなく、装置内部の構成に応じた多角形状にすることが可能である。
【００１７】
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記光源は、前記リフレクタ内の空間を横切ってリフレクタと前記発光管とを繋ぐ熱伝導部材を備えることを特徴とする。
本発明にあっては、発光管とリフレクタとが熱伝導部材で繋げてあるので、点灯により発光管に生じる熱を熱伝導部材を通じてリフレクタへ伝導させることが可能となる。さらに、リフレクタへ伝導させた熱はダクト内を流れる気体へと移るので、発光管及びリフレクタの温度を冷却ファン無しでも適正な温度範囲内に抑えて、リアプロジェクション装置の安定した使用を確保できる。
【００１８】
なお、熱伝導部材は、熱伝導率が良好な銅、アルミニウム等の金属、及び窒化アルミニウムからなるセラミックス等を材質にすることが好ましく、また、リフレクタからの光の照射により熱伝導部材自体が熱せられるのを防止するため、酸化防止膜により熱伝導部材の表面を被覆して熱伝導部材の表面の反射性を維持することが好適である。さらに、熱伝導部材を設けた場合のリフレクタは、材質として熱伝導性の観点から金属材料を適用する必要があり、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有するアルミニウム、銅等が好適である。
【００１９】
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記光源は、リフレクタの内周側の反射面を被覆する被覆膜を備えることを特徴とする。
本発明にあっては、リフレクタの反射面が被覆膜で被覆してあるので、発光管から発せられる光を反射することで生じる熱影響を低減可能になる。なお、被覆膜には赤外波長域の光を選択的に熱に変換してリフレクタへ放熱させる特性を持たせることが好適であり、このような特性により反射面の放熱性が良好となり、リフレクタから発する熱をダクト内の気体へ容易に移動可能となりリフレクタの温度を冷却ファン無しでも適正な温度範囲内に維持できる。また、放熱性が良好になることで、反射面の温度が過度に上昇することがなくなり、反射面の劣化も防止できる。
【００２０】
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記光源は、リフレクタの外周面に放熱フィンを備えることを特徴とする。
本発明にあっては、リフレクタの外周面に放熱フィンを設けるので、リフレクタの外周面の周囲に存在する気体とリフレクタとの接触面積が増大し、リフレクタが有する熱を周囲の気体へ効率的に移動できるようになり、一段とリフレクタの放熱性を向上して光源の冷却性を高められる。
【００２１】
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記光源は、リフレクタの反射側の開口を閉鎖する透光性部材を備えることを特徴とする。
本発明にあっては、リフレクタの開口を閉鎖する透光性部材を備えるので光源を防爆仕様にでき、破裂音及び有害物の漏洩を防止できる。なお、光源はリフレクタの開口を閉鎖する透光性部材からも放熱が行われるので、透光性部材の周囲も気体が流れるように光源全体がダクト内に収まるようにダクト内の光源の位置を考慮することが好ましい。
【００２２】
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記光学ユニットを収める筐体を備えており、該筐体の前記光源より下方となる箇所に吸気口が形成してあることを特徴とする。
本発明にあっては、筐体の光源より下方となる箇所に吸気口を形成するので、光源の放熱により光源の周囲の気体は上昇するという自然対流が発生しているので、光源より下方に吸気口を形成すると、装置外部の冷たい気体が吸気口より装置内部へ流れ込みやすくなる。その結果、装置外部から吸気口を通じて装置内部へ向かう気流を形成でき、筐体内の光学ユニット及び他の各種ユニットを気流により冷却可能になる。
【００２３】
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記筐体は、前記光源及び光学ユニットへ給電を行う給電ユニットを収めており、該給電ユニットは、高さ方向で前記光源と前記吸気口との間に配置してあることを特徴とする。
本発明にあっては、給電ユニットを光源と吸気口との間に配置するので、熱源となる給電ユニットに対する吸気口と、給電ユニットに比べて発熱量が大きい光源との位置関係により、吸気口から装置内部へ気体が流れやすくなると共に、流れ込んだ気体が上昇しやすくなり、給電ユニットの冷却に好適な気流を形成できる。
【００２４】
即ち、給電ユニットの発熱により給電ユニット周辺の気体も暖められて、上昇気流が発生し、この上昇気流が光源により形成される気流と繋がることで、自然対流による気体の流れを一層強くして冷却効率を向上できる。特に、ダクトが装置下部から装置上部へ延出すると共にダクトの下端が装置内部と連通して開口している場合は、給電ユニットの発熱による自然対流をダクト内の気体の流れにスムーズに繋げることが可能になり、吸気口からダクトへ向かう流れにより給電ユニット及び光源の冷却性を高められる。なお、光源と吸気口との間に給電ユニットを配置することは、吸気口の最下部となる周縁の高さ以上で光源の最上部となる箇所の高さ以下の範囲と重なるように給電ユニットを配置することを意味する（以下、同様）。
【００２５】
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記筐体は、前記光学ユニットの変調光の形成に係る制御処理を行う制御ユニットを収めており、該制御ユニットは、高さ方向で前記光源と前記吸気口との間に配置してあることを特徴とする。
本発明にあっては、光学ユニットの変調光の形成に係る制御処理を行う制御ユニットを光源と吸気口との間に配置するので、冷却フィン無しでも所要の冷却性を確保でき、投射画像の視聴の妨げとなる冷却ファンに起因する騒音を解消できる。なお、制御ユニットは光源より発熱量は劣るが熱源になるので、制御ユニット周辺の気体が暖められ、上昇気流が発生することから、筐体に形成した吸気口から制御ユニットを経て上昇する気流により装置内部を冷却できる。
【００２６】
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記光学ユニットは、高さ方向で前記光源と前記吸気口との間に配置してあり、前記光源から発せられる光を前記光学ユニットへ導く反射部材を備えることを特徴とする。
本発明にあっては、光源に比べて発熱量は劣るが、熱源になる光学ユニットを光源と吸気口との間に配置するので、光学ユニット周辺の気体が暖められ、上昇気流が発生することから、筐体に形成した吸気口から光学ユニットを経て上昇する気流により装置内部を効率的に冷却できる。
【００２７】
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記筐体は、前記光源及び光学ユニットへ給電を行う給電ユニット、並びに前記光学ユニットの変調光の形成に係る制御処理を行う制御ユニットを収めており、前記給電ユニットは、高さ方向で前記光源と前記吸気口との間に配置してあり、前記制御ユニットは、高さ方向で前記給電ユニットと前記吸気口との間に配置してあり、前記光学ユニットは、高さ方向で前記制御ユニットと前記吸気口との間に配置してあり、前記光源から発せられる光を前記光学ユニットへ導く反射部材を備えることを特徴とする。
【００２８】
本発明にあっては、高さ方向で装置下部から装置上部へ光学ユニット、制御ユニット、給電ユニット、光源を順に配置するので、発熱量の低いものから高いものへと装置下部から装置上部へ配置されることになり、自然対流の発生に最も適した配置構成になり、各ユニットで生じる上昇気流を繋ぎ合わせて上方へ向かう強い気流を冷却ファン無しで形成でき、装置内部の冷却性を高められる。
【００２９】
また、ダクトが装置下部から装置上部へ延出し、ダクトの上端が装置外方へ開口すると共にダクトの下端が装置内部で給電ユニットと同等以上の高さで開口している場合は、吸気口から光学ユニット、制御ユニット、及び給電ユニットへと上昇する気流をダクト内へ導くことができ、ダクト内の光源による上向きの気流と合流して上端の開口より装置外方へスムーズに排気される一連の大きな流れが形成され、各ユニット及び光源の冷却性を一層向上できる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明にあっては、ダクトの内部に高温となる光源を配置するので、光源自体が発する熱でダクト内の気体が暖められて気流が生じるため、この気流により光源を冷却でき、冷却用のファンを不要にして、ファンの回転に伴い発生した各種騒音を解消できる。
本発明にあっては、ダクトは、内部に配置する光源を支持する支持部を備えるので、光源の位置決め固定に用いていたランプキャビネットを廃止して、ダクト自体をランプキャビネットとして用いることができ、装置構成の簡易化を図れる。
【００３１】
本発明にあっては、ダクトが装置下部から装置上部へと延出してあるので、光源が発する熱により暖められた比重の軽い気体の固まりが上昇すると云う気流を形成でき、光源の冷却性を一段と向上できる。
本発明にあっては、ダクトの上端を装置外方へ開口するので、ダクト内の暖められた気体をスムーズに外方へ排出できる。
本発明にあっては、ダクトの下端が開口して装置内部と連通するので、装置内部の気体をダクト内に送り込んで、連続した流れの気流を形成できる。
本発明にあっては、ダクトの断面形状を四角形以上の多角形又は略円形にしているので、ダクト内の抵抗を抑えてスムーズな流れの気流を形成できる。
【００３２】
本発明にあっては、発光管とリフレクタとが熱伝導部材で繋げてあるので、点灯により発光管に生じる熱を熱伝導部材を通じてリフレクタへ伝導させることが可能となり、発光管の冷却性を向上できる。
本発明にあっては、リフレクタの反射面は被覆膜で被覆してあるので、反射面の放熱性が向上でき、光源の冷却性を高められる。
【００３３】
本発明にあっては、リフレクタの外周面に放熱フィンを設けるので、周囲の気体とリフレクタとの接触面積を増大でき、リフレクタが有する熱を周囲の気体へ効率的に移動して、光源の冷却性を高められる。
本発明にあっては、リフレクタの開口を閉鎖する透光性部材を備えるので光源を防爆仕様にでき、破裂音及び有害物の漏洩を防止できる。
【００３４】
本発明にあっては、光源より下方となる箇所に吸気口を形成するので、光源の放熱に伴う気流の流れにより吸気口より装置内部へ気体を吸入し装置内部の冷却性を高められる。
本発明にあっては、給電ユニットを光源と吸気口との間に配置するので、給電ユニットに対する吸気口と光源との位置関係により吸気口から装置内部へ気体が流れやすくなると共に、流れ込んだ気体を上昇させて装置内部にスムーズな気体の流れを形成できる。
【００３５】
本発明にあっては、熱源となる制御ユニットを光源と吸気口との間に配置するので、吸気口からの気体の吸入を促して冷却に好適な気体の流れを形成できる。
本発明にあっては、熱源になる光学ユニットを光源と吸気口との間に配置するので、吸気口からの気体の吸入を促進できると共に、冷却に好適な気体の流れを形成できる。
本発明にあっては、高さ方向で装置下部から装置上部へ光学ユニット、制御ユニット、給電ユニット、光源を順に配置するので、発熱量の低いものから高いものへと装置下部から装置上部へ配置されることになり、自然対流の発生に最も適した配置構成にして冷却に好適な気流を形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１〜３は、本発明の実施形態に係るリアプロジェクション装置１の外観を示している。本実施形態のリアプロジェクション装置１は、装置下部の下部筐体２及び装置上部の上部筐体３を組み合わせた構成であり、両筐体２、３の背面側の両角部分を大きく面取りした形状にすると共に、その面取りした一方の箇所（図１では左側）にダクト４を設けている。リアプロジェクション装置１は、ダクト４の内部に光源１０を配置して（図２、３参照）、冷却用のファンを設けることなくダクト４内に生成される気流で光源１０を冷却することを特徴としている。
【００３７】
リアプロジェクション装置１の下部筐体２は、背板部２ａの最下部に横長矩形の吸気口７を形成しており（図１参照）、吸気口７を通じて装置外方と装置内部とを連通させて、下部筐体２の外方周辺の気体を装置内部へ取り込めるようにしている。なお、吸気口７には内部保護のためにルーバ７ａが設けられている。
【００３８】
図２〜６に示すように下部筐体２は、光学ユニット３１、制御ユニット３３、及び給電ユニット３４を積み重ねた状態で内部に収めている。光学ユニット３１は高さ方向で最も下になる位置で且つ吸気口７の最下部となる下辺縁より上方となる箇所に配置されている。また、外部から入力される投影対象の画像信号を光学ユニット３１のライトバルブに最適な信号に変換する制御処理を行う回路を含む制御ユニット３３は光学ユニット３１の上方に配置されている。さらに、光源１０、光学ユニット３１、及び制御ユニット３３等へ給電を行う給電ユニット３４は、制御ユニット３３の上方に配置されている。なお、各ユニット３１、３３、３４は、下部筐体２の内部に設けられた取付部（図示せず）により固定されて、下部筐体２の内部での位置決めが行われており、また、本実施形態の制御ユニット３３は、放送電波の受信処理を行うチューナ部も含んでいる。
【００３９】
各ユニット３１、３３、３４は、リアプロジェクション装置１の使用に伴い発熱するが、発熱量は給電ユニット３４が最も多く、２番目は制御ユニット３３であり、３番目は光学ユニット３１である。このような発熱量の相異により、各ユニット３１、３３、３４の高さ方向に対する配置は、装置下部から装置上方へ発熱量の小さいものから大きいものへと並ぶ順番になっている。
【００４０】
なお、光学ユニット３１は、キャビネット３２で覆われた構成になっており、図５、６に示すようにキャビネット３２は、ボックス状の本体キャビネット部３２ｃで形成されている。また、本体キャビネット部３２ｃは、光源１０に上端部分が対向するように鉛直方向に延出したダクト状の導光キャビネット部３２ａ、及び上端に投射レンズ４６が取り付けられて鉛直方向に延出したダクト状の投射キャビネット部３２ｂ（図５参照）にそれぞれ接続された構成になっている。
【００４１】
図１１（ａ）に示すように、導光キャビネット部３２ａは内部に光源１０から発せられた光Ｋを反射して光学ユニット３１の本体キャビネット部３２ｃの内へ導く反射鏡３６、３７（反射部材に相当）を取り付けている。なお、導光キャビネット部３２ａは密閉性が要求されないため、周壁部分には多くのスリット（図示せず）が形成されて、良好な通気性が確保されると共に、後述するダクト４の下開口５ａへの空気の流れを妨げないようにしている。
【００４２】
また、図１１（ｂ）に示すように、本体キャビネット部３２ｃは内部に反射鏡３８、カラーホイール３９、ロッドレンズ４０、コンデンサレンズ４１、ＴＩＲプリズム４２、反射鏡４３、及びＤＭＤ(Digital Micromirror Device：登録商標。以下同様)４４を導光キャビネット部３２ａから導かれた光Ｋの進行方向に合わせて配置しており、このような光学系の各部を制御する回路基板（図示せず）も内部に収めている。ＤＭＤ４４はライトバルブに相当し、ミクロンオーダーで可動するミラーアレイを制御して画像を生成する素子で形成されており、光源１０からの光Ｋに基づき画像の変調光を生成するが、変調光の生成に伴い発熱する。なお、ライトバルブには、ＤＭＤの替わりに液晶パネルを用いることも可能である。
【００４３】
さらに、図１１（ｃ）に示すように、投射キャビネット部３２ｂは内部に、反射鏡４５を取り付けており、ＤＭＤ４４で生成された変調光を投射レンズ４６へ導き、投射レンズ４６から変調光を投射するようにしている。なお、本体キャビネット部３２ｃ及び投射キャビネット部３２ｂの内部は、防塵性が要求されるため、密閉構造になっている。
【００４４】
一方、上部筐体３は、図４、５に示すように背面壁部３ａに沿った内部に反射ミラー８を取り付けると共に、前面の枠部３ｅの周囲にスクリーン９を取り付けている。また、上部筐体３は、下板部３ｃの一部に開口３ｄを形成しており、上部筐体３を下部筐体２の上部に組み合わせた場合に、開口３ｄ内に投射レンズ４６が収まるようにしている。また、上部筐体３は、下部筐体２に組み合わせられると、開口３ｄが下部筐体２の上板部２ｃで閉鎖された状態になり、上部筐体３の内部の密閉性が確保される。
【００４５】
なお、図４に示すように、投射レンズ４６から投射される変調光が反射ミラー８で反射してスクリーン９へ向かう領域は、最も外側を進行する左右の反射光Ｈ１、Ｈ２と、反射ミラー８と、スクリーン９とで囲まれた範囲となり、この範囲に障害物が存在するとスクリーン４に表示される画像が欠けるので、前記範囲に入らないように導光キャビネット部３２ａ及びダクト４等の配置が決められている。
【００４６】
また、本実施形態のリアプロジェクション装置１の特徴となるダクト４は、装置下部から装置上部へ鉛直方向に延出しており、延出方向に直交する断面形状は略円形にされている。ダクト４は、下ダクト部５及び上ダクト部６が組み合わされた構造になっており、下ダクト部５は図６、７に示すように下部筐体２と一体に成形されており、下部筐体２の斜め板部２ｂより下ダクト部５の周壁の一部が下部筐体２の内方へ入り込んだ形状になっている。
【００４７】
また、下ダクト部５は、下部筐体２の内方側に相当する下端の周壁部分を除去して下開口５ａを形成すると共に、下部筐体２の内方側に相当する上端の周壁部分５ｃに半円状の下穴５ｂを形成している。下穴５ｂは、ダクト４の内部に配置される光源１０から発せられる光が遮られない径寸法が確保されている。なお、下開口５ａの上縁部５ｅの高さ方向における位置は、図２に示すように下部筐体２の内部に収められる給電ユニット３４の上面３４ａより高くしてあり、高さ方向において下開口５ａの開口範囲に給電ユニット３４の一部が重なるような位置関係になっている。
【００４８】
さらに、図７に示すように下ダクト部５は、下穴５ｂの上部周縁の両側付近よりダクト内方へ向けて突出するように一組の支持部１９を突設している。一組の支持部１９は、図１０に示す光源１０のリフレクタ１１のフランジ部１１ｂを挟持するものであり、内方へ向かう突出板部１９ａの先端にフランジ部１１ｂの外周形状に合わした円弧状の円弧部１９ｂを設け、この円弧部１９ｂにリブ１１ｂを嵌め込む溝部１９ｃを形成している。
【００４９】
このような支持部１９を下ダクト部５の上部付近に設けることで、上ダクト部６を外すことにより光源１０へのアクセス性が良好になり、光源１０を容易に交換できる。さらに、支持部１９により光源１０が位置決めされることで、ダクト４の内部に光源１０が完全に入り込むことになり、光源１０のリフレクタ１１の周囲だけでなく、発光側となる前面に対しても気体を流すスペースを確保でき、光源１０の周囲全体に気体を流して光源１０から放たれる熱を周囲の空気へ効率的に移動させられる。
【００５０】
また、下ダクト部５に組み合わされる上ダクト部６は円筒状に形成されており、下端側の下部筐体２の内方側となる周壁部分６ｄに半円状の上穴６ｂを形成している。なお、上穴６ｂは、下ダクト部５の下穴５ｂと上下に対象な形状であり、上穴６ｂ及び下穴５ｂが組み合わされて円状の通光部が形成される。なお、上ダクト部６が取り付けられる箇所に対応する上部筐体３の斜め板部３ｂ（図２参照）には、上ダクト部６との干渉をさけるための窪み（図示せず）が形成されている。
【００５１】
さらに、上ダクト部６は上端に上開口６ａを設けており、上開口６ａを通じて装置外方と上ダクト部６の内部が連通するようにしている。また、上開口６ａには、ルーバ６ｃが設けられて、ダクト内に手を入れられないようにしている。なお、上開口６ａの開口面積は、下部筐体２の吸気口７の開口面積に比べて１．２倍以上を確保して、装置内部及びダクト４内で膨張する空気をスムーズに排出可能にしている。
【００５２】
図８は、ダクト４の内部に配置される光源１０を分解した状態を示している。光源１０は防爆仕様であり、内部に発光管１２を配置した凹状のリフレクタ１１の開口１１ｄを閉鎖する円板状の防爆ガラス２９（透光性部材に相当）を有する。なお、防爆ガラス２９の替わりに光学レンズを適用することも可能である。また、光源１０は、発光管１２とリフレクタ１１とを繋ぐ羽根車状の熱伝導部材２０を有しており、点灯により発光管１２に生じた熱を熱伝導部材２０によりリフレクタ１１へ伝導させる。以下、光源１０の各部の構成を説明する。
【００５３】
リフレクタ１１は、図９にも示すように、内周面１１ｆが楕円面又は双曲面に形成された凹面鏡部１１ａの開口１１ｄ側の外周縁にフランジ部１１ｂを設けており、また開口１１ｄとは逆側の端部に発光管１２を取り付けるための筒部１１ｃを突設している。凹面鏡部１１ａ、フランジ部１１ｂ、及び筒部１１ｃはリフレクタ１１の基材に相当し、基材には熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の金属材料を適用しており、本実施形態では熱伝導率が約２００Ｗ／ｍ・Ｋのアルミニウムを用いている。
【００５４】
凹面鏡部１１ａの凹状の内周面１１ｆは反射面になっており、内周面１１ｆを被覆膜１７で被覆して熱拡散性を向上している。被覆膜１７は、図１０に示すように３層構造であり、内周面１１ｆ側より赤外線熱変換層１７ａ、光沢緩衝層１７ｂ、及び可視光反射層１７ｃを備える。
【００５５】
赤外線熱変換層１７ａは、内周面１１ｆを陽極酸化することで成膜され、光沢緩衝層１７ｂ及び可視光反射層１７ｃを通過する波長領域の光を吸収して効率的に熱変換する。光沢緩衝層１７ｂは赤外線熱変換層１７ａの上にＳｉ系樹脂又はポリイミド系樹脂を高温で焼成することで成膜され、赤外線変換層１７ａと可視光反射層１７ｃとが直接的に接しないように両者の緩衝を図るものである。可視光反射層１７ｃは、光沢緩衝層１７ｂの上に形成されて可視光の反射を行うものである。よって、本実施形態のリフレクタ１１は、上述した積層構造の被覆膜１７を有することで発光管１２から放出される光を反射していても、効率的に熱を拡散でき反射面の劣化を防ぐと共に、リフレクタ１１からの放熱性も向上させている。
【００５６】
また、図８、９に示すように、リフレクタ１１は、内周面１１ｆの中心頂部１１ｉと筒部１１ｃの内部とを連通するように発光管１２の取付用の穴部１１ｈを形成し、内周面１１ｆのフランジ部１１ｂ側の内周縁に熱伝導部材２０を嵌合する嵌合面１１ｇを凹設している。なお、フランジ部１１ｂの端面には防爆ガラス２９の取付用の窪部１１ｅが形成されると共に、凹面鏡部１１ａには、発光管１２のリード線ｄ２を引き出すための孔部１１ｊが設けられている。
【００５７】
リフレクタ１１の穴部１１ｈに取り付けられる発光管１２は超高圧水銀ランプであり、両端側に封止部１３ｄを設けた石英ガラス製のガラス体１３と一組のタングステン電極１４、１５で主に構成されている。タングステン電極１４、１５はガラス体１３の中央箇所で球状に膨出したチャンバー部１３ｃ内で対向配置されており、チャンバー部１３内には水銀及び希ガスが所定量封入されている。
【００５８】
また、チャンバー部１３内の各タングステン電極１４、１５はガラス体１３の各端部１３ａ、１３ｂで封止されたモリブデン箔と導通するように接続されており、各モリブデン箔からリード線ｄ１、ｄ２を延出している。なお、各リード線ｄ１、ｄ２は、給電ユニット３４に接続されタングステン電極１４、１５へ電力を投入できるようにしている。
【００５９】
また、各タングステン電極１４、１５は、先端の真ん中が頂点として尖るように周囲に斜面が形成されており、各タングステン電極１４、１５の斜面間の角度範囲が放電により生じる光の輝度分布を規制する。即ち、対向する斜面の間で形成される角度範囲内で進行する光は斜面に緩衝されず、このような光の進行範囲は高い輝度が得られる一方、上記角度範囲を外れた領域は、進行する光が斜面の緩衝を受けるため相対的に輝度は低くなる。
【００６０】
そのため、図９に示すように、発光管１２をリフレクタ１１へ取り付けた場合、各タングステン電極１４、１５の対向する斜面により形成される角度範囲から放射された光がリフレクタ１１の内周面１１ｆで反射した部分（図中、二点鎖線で囲まれたハッチング範囲）は光束密度の高い領域Ｒとなり、領域Ｒ以外の箇所は、領域Ｒに比べて光束密度が低い領域になっている。なお、内周面１１ｆでは、発光管１２から発せられる光と内周面１１ｆとが交わる点での接線に対して入射角及び反射角が等しくなるように反射が行われる。
【００６１】
また、発光管１２をリフレクタ１１へ取り付ける場合、一方の端部１３ａをリフレクタ１１の穴部１１ｈへ挿入し、発光管１２の軸芯をリフレクタ１１の中心頂部１１ｉを通過する中心軸Ｃに合わせると共に、チャンバー部１３ｃの中心付近がリフレクタ１１の焦点と一致するように配置し、この状態で発光管１２及びリフレクタ１１を固着剤１６で固着する。
【００６２】
一方、リフレクタ１１内の空間を横切って発光管１２とリフレクタ１１とを繋ぐ熱伝導部材２０は銅製であり、中央に設けられた筒状の外嵌環状部２１から放射状に延出する３本の延出部２３〜２５を有すると共に、各延出部２３〜２５の延出端をリング状の嵌合環状部２２に連結している。また、熱伝導部材２０は各部２１〜２５の表面を研磨して光沢性を確保した上で酸化防止膜により被覆しており、本実施形態では、酸化防止膜にクラリアント社製のＮＬ１１０と云う製品を用いている。なお、酸化防止膜には石英コーティング製のもの、二酸化珪素を成分とするものを適用できる。
【００６３】
中央に設けられた外嵌環状部２１は、内径を発光管１２の突出する端部１３ｂ側の封止部１３ｄ（チャンバー部１３ｃから端部１３ｂの部分）に外嵌できる寸法にしており、長さは封止部１３ｄより少しだけ短くしている。また、延出部２３〜２５は、中央から外方へ放射状に延出した外周側に曲部２３ａ〜２５ａを形成し、曲部２３ａ〜２５ａの曲始点２３ｂ（図９参照）を領域Ｒと各延出部２３〜２５が交わる点に一致させている。なお、図９では、延出部２３の曲始点２３ｂのみを示しているが、他の延出部２４、２５も曲始点２３ｂと同様な位置関係になっている。
【００６４】
また、各延出部２３〜２５に連結される外側の嵌合環状部２２は、リフレクタ１１の嵌合面１１ｇに嵌め合わせるできる外径及び幅寸法にしてある。なお、嵌合環状部２２の幅寸法は、本実施形態では中央の外嵌環状部２１の長さの約５分の１にしており、この幅寸法は各延出部２３〜２５も同等である。また、熱伝導部材２０を形成する外嵌環状部２１、嵌合環状部２２、及び各延出部２３〜２５の厚みは、約０．５ｍｍ〜約１．０ｍｍの寸法にしている。
【００６５】
熱伝導部材２０の取付は、中央の外嵌環状部２１を発光管１２の封止部１３ｄに外嵌すると共に外側の嵌合環状部２２をリフレクタ１１の嵌合面１１ｇに嵌合することで行う。なお、図９では示していないが、外嵌環状部２１と発光管１２の封止部１３ｄとの間には、発光管１２とリフレクタ１１との固着に用いている固着剤１６を介在させている。
【００６６】
このように熱伝導部材２０を取り付けた後、発光管１２の突出側のリード線ｄ２を孔部１１ｊよりリフレクタ１１の外方へ引き出し、それから、リフレクタ１１のフランジ部１１ｂの窪部１１ｅに防爆ガラス２９を接着し、防爆仕様の光源１０が完成する。なお、光源１０は、点灯した場合、光束密度（輝度）の高い領域Ｒを遮るのは、各延出部２３〜２５のみなので、熱伝導部材２０を取り付けても光源１０の照射特性を殆ど悪化させることはない。
【００６７】
完成した光源１０は、図７に示す下ダクト部５内に一組の支持部１９により支持されて下ダクト部５内に配置され、リード線ｄ１、ｄ２に対する所要の接続が行われ、それから、上ダクト部６が下ダクト部５に組み合わされて図１〜３に示すリアプロジェクション装置１が完成する。なお、ダクト４内に配置された光源１０は、高さ方向において、下部筐体２内に収められた給電ユニット３４より高い場所に位置している（図２、３参照）。
【００６８】
次に、完成したリアプロジェクション装置１で画像を表示することで、装置内部に発生する熱の状況及び気流の状態を説明する。
先ず、画像を表示するために、給電ユニット３４が他のユニット３１、３３及び光源１０等へ給電を開始すると、各ユニット３１、３３、３４及び光源１０は熱を発生するので、下部筐体２の内部の空気及びダクト４内の空気が暖められる。
【００６９】
各ユニット３１、３３、３４が発する熱量は、上述したように光学ユニット３１が最も低く、以降、制御ユニット３３、給電ユニット３４の順に高くなるので、下部筐体２の内部では、下方から上方へ温度が高くなると云う温度分布が生じる。また、下部筐体２の内部で各ユニット３１、３３、３４により暖められた空気は軽くなり上昇するため、下部筐体２の内部の空気が移動する方向と、温度分布が高くなる方向が一致し、下部筐体２の内部では上昇する気流が生じる。また、このように生じた気流と装置内外の温度差により下部筐体２の下方に設けられた吸気口７の周囲外方に存在する冷たい外気が吸気口７から下部筐体２の内部に入り込み、下部筐体２では吸気口７から内部に入り込んだ空気が上昇するという自然対流が生じる。
【００７０】
一方、点灯した光源１０は、発光管１２で発生する熱でガラス体１３の温度が上昇する。光源１０における放熱形態としては、対流熱伝達、放射、及び熱伝導の３形態があり、この３形態の中で最も熱移動の効率が高いのは熱伝導であり、２番目が放射である。対流熱伝達は、発光管１２の周囲に存在するリフレクタ１１内に閉じこめられた空気を介在して発光管１２からリフレクタ１１へ熱が伝達される系統と、発光管１２から前面側の防爆ガラス２９へ熱が伝達される系統の計２系統で熱の移動が行われる。
【００７１】
また、放射は発光管１２とリフレクタ１１との間で行われる。さらに、熱伝導は２系統の熱経路が存在し、１つ目の熱経路は発光管１２のリフレクタ１１との取付側の端部１３ａから固着剤１６を通じてリフレクタ１１へ熱が伝導されるものであり、２つ目の熱経路は、発光管１２の突出側の封止部１３から熱伝導部材２０を通じてリフレクタ１１へ熱が伝導されるものである。発光管１２はチャンバー部１３ｃが最も高温となり、このチャンバー部１３ｃの熱が突出側の封止部１３ｄへ伝わることで封止部１３ｄの温度は上昇するが、本実施形態の光源１０では封止部１３ｄの熱を熱伝導部材２０を通じてリフレクタ１１へ移動し、封止部１３ｄの温度上昇を抑制し発光管１２の長寿命化を図っている。
【００７２】
また、対流熱伝達、放射、及び熱伝導により熱が移動してくるリフレクタ１１は、内周面１１ｆが被覆膜１７で被覆されているので、放熱性が向上しており、移動してきた熱はリフレクタ１１よりダクト４内の空気へ放熱される。さらに、光源１０における放熱はリフレクタ１１以外にも前面の防爆ガラス２９からダクト４内の空気へ放熱される。このような光源１０による放熱により光源１０の周囲の空気は暖められる。
【００７３】
暖められた空気は、ダクト４により外方と遮られているので、外方の空気と混じり合うことなしに、暖かい空気のみの固まりとなってダクト４内で充満し、ダクト４の内外の空気の質量差によりダクト４の内部で、いわゆる煙突効果に基づく浮力が生じる。この浮力がダクト４の内部に対する抵抗を上回ったときに、ダクト４の上方へ向かう気流が生じる。また、光源１０の点灯中は、光源１０からの放熱は続くので、上昇気流も継続して発生し、そのため、ダクト４の光源１０より下方となる箇所では負圧が生じる。この負圧によりダクト４の下開口５ａが下部筐体２の内部の空気を吸い込んでダクト４の内部へ向かう気流が生じる。
【００７４】
その結果、図２、３中の矢印に示すように、リアプロジェクション装置１の全体では、吸気口７から下部筐体２の内部へ吸い込まれた冷たい空気が各ユニット３１、３３、３４から熱を奪い取ることで暖められながら上昇し、それから、ダクト４の下開口５ａよりダクト４の内部へ入り込み、続いてダクト４内へ入り込んだ空気は光源１０により更に暖められて上昇し、最終的にダクト４の上端の上開口６ａから排気されると云う一連の大きな流れが形成される。
【００７５】
この大きな空気の流れにより、各ユニット３１、３３、３４は適宜冷却されるので、冷却ファンを設けなくても安定した作動が確保される。また、光源４もダクト４に案内されて上昇する気流によりリフレクタ１１及び防爆ガラス２９の外面より随時熱が奪われるので、所要の冷却性が確保され、冷却ファンなしでも適用温度範囲に維持されて点灯を継続できる。よって、本実施形態のリアプロジェクション装置１は、冷却ファンなしでも通常通りの使用性を確保できると共に、冷却ファンを廃止することで、冷却ファンの回転により発生していた各種騒音を解消できる。
【００７６】
なお、光源１０の点灯中、発光管１２は熱伝導部材２０による熱伝導により、チャンバー部１３ｃでの温度は８００℃から１０００℃以下に抑えられ、突出側の封止部１３ｄの温度は４００℃以下に抑えることができる。また、光源１０の点灯中、熱伝導部材２０（特に延出部２３〜２５）はリフレクタ１１からの反射光で照射されるが、熱伝導部材２０の表面は研磨により光沢性が確保されているので、照射された光を表面で反射させて熱伝導部材２０が熱を吸収する率を低減させている。しかも、熱伝導部材２０の表面は酸化防止膜で被覆されているので、表面が曇って反射特性が低下することを防止している。
【００７７】
なお、熱伝導部材２０は、表面での反射により温度上昇を抑制しているが、長時間の照射及び熱伝導により銅製の熱伝導部材２０自体の温度が上昇して各延出部２３〜２５に径方向の熱膨張が生じるが、この熱膨張による径方向の延び分は曲部２３ａ〜２５ａで吸収されて周方向への延びに変換されるため、発光管１２へ無用な応力がかかることもない。
【００７８】
また、本発明に係るリアプロジェクション装置１は、上述した形態に限定されるものではなく、種々の変形例の適用が可能である。先ず、ダクト４は、図１〜３に示すような形状以外のものを適用してもよく、例えば、断面形状は略円形ではなく、四角形以上の多角形にすることも可能であり、また、断面形状を変更したときは下部筐体２及び上部筐体３の外周形状内に収まるようなレイアウトにしてもよい。さらに、ダクト４は、鉛直方向に直線状に延出させる以外に、鉛直方向から傾けること、直線状ではなく曲線状にすることなども可能であり、このようにすることで、装置内部の各ユニット３１、３３、３４等の配置自由度も向上できる。
【００７９】
図１２は、変形例のリアプロジェクション装置１′の外観を示しており、この変形例ではダクト４′を構成する下ダクト部５′を図１に示す下ダクト部５に比べて下方に延長し、外方に表出する下端周壁に開口５ａ′を形成したものである。このようにすることで、ダクト４′内へ下端の開口５ａ′から直接的に装置外方の冷たい空気を多量に取り込めるようになり、ダクト４′内の煙突効果により生じる気流を一層強くして光源１０の冷却効率を向上できる。なお、ダクト４′は、下部筐体２′の内部と連通しないようにして、ダクト４′内と下部筐体２′内との気流を独立させて他方の流れの影響を受けないようにしてもよい。このように独立させた場合は、下部筐体２′の上方箇所に排気口を形成することが好ましい。
【００８０】
また、図６等に示す下穴５ｂ及び上穴６ｂで構成される光源１０の通光部にはガラスのような透光性部材を嵌め込むようにしてもよい。このようにすることで、光源１０の前面側の気流が下穴５ｂ及び上穴６ｂによる開口の影響を受けて乱されることが無くなり、一層スムーズに上昇するようになり、光源１０の前面に対する放熱性を向上できる。
【００８１】
図１３は、光源１０に適用される変形例のリフレクタ５１を示しており、リフレクタ５１は、凹面鏡部５１ａの外周面５１ｋより多数の放熱フィン５３ａ〜５３ｉを突出させていることが特徴である。なお、凹面鏡部５１ａの内周面５１ｆには、赤外線熱変換層５７ａ、光沢緩衝層５７ｂ、及び可視光反射層５７ｃを設けているが、各層の省略は可能である。このように放熱フィン５３ａ〜５３ｉを設けることで、リフレクタ５１は周囲に存在する空気との接触面積を大幅に拡大でき放熱特性を向上できる。
【００８２】
上述した放熱フィン５３ａ〜５３ｉ又は被覆膜を形成する各層５７ａ〜５７ｃで十分な放熱性を確保できる場合は、光源１０から熱伝導部材２０を省略してもよい。また、放熱フィン５３ａ〜５３ｉ又は熱伝導部材２０で十分な放熱性を確保できる場合は被覆膜を形成する各層５７ａ〜５７ｃの省略も可能である。なお、被覆膜を形成した場合、リフレクタ１１、５１の内周面１１ｆ、５１ｆ自体を鏡面研磨すること、ＳｉＯ2 等の低屈折材料とＴｉＯ2 等の高屈折材料とを交互に蒸着した誘電体多層膜で内周面１１ｆ、５１ｆを成膜すること、又はアルミニウム又は銀などの金属を内周面１１ｆ、５１ｆに蒸着して反射効率を高めることが重要である。さらに、光源１０は防爆ガラス２９を省略してもよく、この場合、リフレクタ内にも空気が流れ込むため、更に光源１０に対する冷却性を向上できる。
【００８３】
また、図２、３に示す吸気口７からダクト４の下開口５ａへ気流をスムーズに導くだめに、吸気口７と下開口５ａとを繋ぐような案内ダクトを設けるようにしてもよい。この場合、案内ダクト内に光学ユニット３１、制御ユニット３３、給電ユニット３４のいずれか又は全てを配置して、自然対流により吸気口７から案内ダクト内へ外気が入り込むようにすることが好適である。
【００８４】
なお、リアプロジェクション装置１の寸法、形状等により各ユニット３１、３３、３４を図２、３等のように配置できない場合は、適宜配置を変更することも可能であるが、その場合、各ユニット３１、３３、３４の少なくとも一つは、光源１０と吸気口７との間に配置して下部筐体２内に上昇する自然対流を生じさせて、ダクト４内へ空気を案内することが好適である。さらに、下部筐体２の内部のスペース、形状等の関係で、好適な自然対流の形成が弱く、各ユニット３１、３３、３４、光源１０を十分に冷却できないときは、騒音の発生が少ない小型のファンを補助的に下部筐体２の内部、ダクト４の内部等に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施形態に係るリアプロジェクション装置の背面側からの斜視図である。
【図２】実施形態のリアプロジェクション装置の背面図である。
【図３】実施形態のリアプロジェクション装置の側面図である。
【図４】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図４におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】下部筐体の内部とダクトの位置関係を示す斜視図である。
【図７】下ダクト部の要部斜視図である。
【図８】光源の分解状態を示す斜視図である。
【図９】光源の断面図である。
【図１０】リフレクタの拡大断面図である。
【図１１】（ａ）は導光キャビネット部の内部構成を示す概略図、（ｂ）は本体キャビネット部の内部構成を示す概略図、（ｃ）は投射キャビネット部の内部構成を示す概略図である。
【図１２】変形例のリアプロジェクション装置の背面側からの斜視図である。
【図１３】変形例のリフレクタの断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１  リアプロジェクション装置
２  下部筐体
３  上部筐体
４  ダクト
５  下ダクト部
５ａ  下開口
５ｂ  下穴
６  上ダクト部
６ａ  上開口
６ｂ  上穴
７  吸気口
１０  光源
１１  リフレクタ
１２  発光管
１７  被覆膜
２０  熱伝導部材
３１  光学ユニット
３３  制御ユニット
３４  給電ユニット
５３ａ〜５３ｉ  放熱フィン
【図１】
2006189486.tif 000003
【図２】
2006189486.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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